perfiles longitudinales-topografia-ing civil

7/26/2019 Perfiles longitudinales-topografia-ing civil

http://slidepdf.com/reader/full/perfiles-longitudinales-topografia-ing-civil 1/26

PERFILESPERFIL DE UN TERRENO EN LA DIRECCIÓN DE

UNA ALINEACION RECTA.- Es la intersección de lasuperficie del terreno con el plano vertical que pasaella.PERFIL DE UN TERRENO EN LA DIRECCIÓN DEUNA POLIGONAL O DE UN EJE.- Es la

intersección de la superficie del terreno con lasuperficie cilíndrica vertical que tuviese por directrizla proyección horizontal de la poligonal o del eje.Se debe recordar que una superficie cilíndricavertical es la superficie engendrada por el

movimiento de una línea recta vertical llamadageneratriz (AB) que se mueve paralelamente a simisma alrededor de una curva llamada directriz(PQ).



PERFIL DEL TERRENO

D I R E

C T R I Z

PI

PI

P

Q

A

B

Perfil del terreno enla dirección de la

poligonal

Q

A

B

P

EJE DE UNA CARRETERA.- Es la línea que divide su anchoen dos partes iguales, y se compone de líneas rectas ycurvas que reciben el nombre de tramos.



CLASIFICACION DE LOS PERFILES

• Los perfiles se clasifican en longitudinales ytransversales.

• PERFIL LONGITUDINAL ó PRINCIPAL.- En todoproyecto de una obra longitudinal interviene un PERFILLONGITUDINAL ó PRINCIPAL que corresponde a todala longitud del eje, y además tantos PERFILES

TRANSVERSALES SECUNDARIOS como estacascentrales tiene el eje.

• PERFILES TRANSVERSALES.- Son las interseccionesde la superficie del terreno con planos verticales que

pasando por las estacas centrales son perpendicularesa los tramos rectos del eje.



2α2α

α

0

2

4

6 8

1 0

1 2

PERFILES TRANSVESALES



GRAFICO DE PERFILES LONGITUDINALES

• En un sistema de coordenadas rectangulares se midenen el eje de las abscisas las distancias horizontalesentre las estacas del trazo planimétrico, y en el eje delas ordenadas se miden las cotas de tales estacas; launión de los puntos graficados, por medio de segmentosde rectas, constituirá el perfil longitudinal del terreno enla dirección del trazo.

• En base al perfil longitudinal graficado se diseña lasubrasante de la obra de ingeniería en estudio.• La subrasante puede constar de varios tramos rectos

con sus respectivas pendientes.• En carreteras, los puntos de intersección de cada dos

tramos de subrasante (PIV) se reemplazarán por el

diseño de curvas verticales parabólicas.• En carreteras, el pavimento se apoyará sobre la

subrasante.



E s p e s o

r d e l

p a v i m e n

t o

Cotas

0+00 2+00 4+00 10+00 12+00

Distancias horizontales

6+00 8+00

Subrasante

Rasante

PIV

Curva vertical parabólica

Perfil longitudinal del trazo

Corte

RellenoRelleno Relleno

Corte

Corte

PVI=Punto de intersección vertical



SUBRASANTE y RASANTE.SUBRASANTE.- Es una línea que se diseña

sobre el perfil longitudinal y que corresponde a lalínea central de la superficie de la obra que seobtendrá regado, aplanado, compactado despuésde efectuar los cortes y los rellenos determinados.

RASANTE.- Es la línea central de la superficieterminada de la obra de ingeniería. En carreteras,es el perfil longitudinal del eje terminado delpavimento y que estará en contacto con la ruedade los vehículos.

Si bien la subrasante “es la que se diseña en elperfil longitudinal, es costumbre llamarle rasantedebido a que son paralelas”.



CONCEPTOS ELEMENTALES• CLASIFICACION DE LOS PAVIMENTOS.

• Fundamentalmente los pavimentos son dedos clases: Rígidos y Flexibles.

• SECCIÓN DE UN PAVIMENTO RIGIDO

Rasante

Subrasante

... ... ...

. . . ..

. ..

.

.

..

.

..

. ...

Losa de

concreto



SECCIÓN TIPICA: PAVIMENTO FLEXIBLE

Subrasante

Espesor

Derrame del pavimento

Sub-base

Base o afirmado

BermaRasante

Capa de rodadura

.. . .. .. . .

..

..

. ..

.. . ... . ....



ESCALAS REGLAMENTARIAS PARA ELGRAFICO DE PERFILES LONGITUDINALES

• En los perfiles longitudinales la escala decotas es 5 a 10 veces mayor que la escalade distancias, con la finalidad de realzar proporcionalmente el relieve del perfil paraefectuar con mayor comodidad el diseñode la subrasante.

• Las escalas usualmente empleadas parael gráfico de perfiles longitudinales son lassiguientes:



ESCALAS PARA GRÁFICO DE PERFILESLONGITUDINALES

1. Para el trazo definitivo de carreteras y ferrocarriles:

2. Para canales:

Escalas

==

==

00 / 1

1000 / 1

200 / 1

2000 / 1

V

H

OV

H

3. Para perfiles de ejes de calles y para colectores de desagüe:

Escalas

==

==

100 / 1

1000 / 1

50 / 1

1000 / 1

V

H O

V

H

4. Para líneas de transmisión:

Escalas

==

100 / 1

1000 / 1

V

H

==

200 / 1

2000 / 1

V

H Escalas



REPRESENTACION GRAFICA REGLAMENTARIA DE LOS PERFILES LONGITUDINALESPARA LOS ESTUDIOS DEFINITIVOS DE CARRETERAS Y FERROCARRILES

DISEÑO DE RASANTES (SUBRASANTES)

• Para el diseño de una rasante (subrasante) seconsideran fundamentalmente dos aspectos:

• El aspecto técnico y el aspecto económico,los cuales se desarrollarán ampliamente en elcurso de diseño vial.

• En el curso de topografía, en lo que respecta al ASPECTO TÉCNICO solo consideraremos elcriterio de que las pendientes de cada tramo dela rasante cumplan con las pendientes máximas

y mínimas especificadas.• En el ASPECTO ECONÓMICO, consideremosque las áreas de corte y las áreas de relleno secompensan aproximadamente.



EJEMPLOEn el tramo de carretera, cuyo croquis de la poligonal

del trazo y los datos de la nivelación de sus estacasque se muestran a continuación; se pide:1) Graficar el perfil longitudinal en formareglamentaria utilizando las escalas:

2) Diseñar la rasante de este tramo de carreteraconsiderando las siguientes especificaciones:- Pendiente máxima= 4% cada tramo.

- Pendiente mínima= 0.5%.- El punto 0+00 será fijo.

2001;20001 == V H



DATOS DEL EJEMPLO

STACA COTA

0+00 345.106+00 343.61

10+00 344.2012+00 344.65

20+00 356.2224+00 358.5730+00 355.2433+00 352.2140+00 358.1042+00 358.1250+00 348.30

0+00

1 0 0

5

4

2

1 3

1 0 0 1 0 0

1 0 0

1 0 0 1 0 0

BM: 346.80m

5

2 . 3 0 m



INDICACIONES PARA EL DIBUJO

• El borrador del perfil se grafica en papelmilimetrado y luego se copia en papelpara planos para su presentación enlimpio.

• Se debe tener presente que: A la Escala 1/2000: 1cm=20m y 1mm=2m;

A la Escala 1/200: 1cm= 2m y1mm=0.2m=20cm.



PENDIENTE

LONG. DEL TRAMO

COTA DE TERRENO

COTA DE RASANTE

ALTURA DE CORTE

ALTURA DE RELLENO

KILOMETRAJE

3 4 5 .

1 0

3 4 5 .

1 0

3 4 3 .

6 1

3 4 6 .

7 8

3 .

1 7

3 4 4 .

2 0

3 4 7 .

9 0

3 .

7 0

3 4 4 .

6 5

3 4 8 .

4 6

3 .

8 1

3 5 6 .

2 2

3 5 0 .

7 0

5 .

5 2

3 5 3 .

0 8

3 5 8 .

1 0

2 .

1 3

3 5 4 .

3 4

3 5 2 .

2 1

1 .

7 4

3 5 3 .

5 0

3 5 5 .

2 4

6 .

7 5

3 5 1 .

8 2

3 5 8 .

5 7

2 .

9 8

3 5 1 .

2 8

3 4 8 .

3 0

5 .

5 0

3 5 2 .

7 2

3 5 8 .

2 2

5 .

0 2

+2.8%

330m.

-1.8%

170m.

A 52.30m IZQ, sobre Roca Fija

5cm=10m.

350

360

3 5 4 . 3 4

610

1220

24 30 33 40 4250KM1

α

β

340

346.80BM

B’

C’

C

B W’

W X

X’

Q’

Q R

U

U’A

TS

P

T’S’P’

A las escalas: H=1/2000 V=1/200

CROQUIS PARA SER DIBUJADO

En 1/200

1/200050cm=100m

R’

5cm=100m 500-330=170



DISEÑO DE LA RASANTEExisten variedades de Programas de Cómputo Electrónico

que permiten estudiar, calcular y afinar cada vez másrápidamente y con mejores resultados los trazados decarreteras y por lo tanto el diseño de rasantes en formainteractiva en tres dimensiones.

Para realizar el diseño de rasantes manualmente, se debe

tener presente que los extremos de cada tramo de rasantedeben caer en los puntos del perfil cuyas cotas seconocen, o en las vértices que pasan por estos puntos.Por ejemplo, el extremo B del tramo AB de la rasante está enla vertical que pasa por la estaca Nº (33+00) cuya cota deterreno es: 352.21m y cuya distancia al origen es: 330m. El

extremo C del tramo BC de la rasante está en la verticalque pasa por la estaca Nº (50+00) cuya cota de terreno es:348.30m y su distancia al origen es: 500m. Luego ladistancia horizontal del tramo BC será: 500-330= 170m.



CALCULOS PARA EL DISEÑO DE LA RASANTE

a) CALCULO DE LA PENDIENTE DEL TRAMO AB

La cota del extremo B del tramo AB se mide en el Perfil habiéndose obtenido: 354.40m.

Por el origen (A) del tramo AB consideramos la horizontal AB’. Luego:

Pendiente AB = tgα = 02818.0330

10.34540.354=−

Pendiente AB en %= 100tgα = 100x0.02818= 2.818% ≈ 2.8%.Al aproximar al décimo la pendiente, se debe rectificar la cota del punto extremo B, o sea:

I) CALCULOS DE PENDIENTES

B

B’

x

Aα

330m

+ 2. 8 %

(345.10)

RECTIFICACIÓN DE LA COTA DEL EXTREMO B:

x=330tgα = 330x0.028x=9.24m.Cota Rectificada de B= 345.10+9.24Cota Rectificada de B= 354.34m.



CALCULO DE LA PENDIENTE DEL TRAMO BC

La cota del extremo C del tramo BC se mide en el Perfil habiéndose obtenido: 351.30m.

Por el origen (B) del tramo BC consideramos la horizontal AB’=170m. Luego:

Pendiente BC en % = 100tgβ = 100tg

−

170

34.35430.351

Pendiente AB en %= 100tgβ = -1.788% ≈ -1.8%.

b)

Los dos tramos de la rasante cumplen con las pendientesespecificadas, existiendo además equilibrio aproximadoentre las áreas de corte y de relleno.

β(354.34)

B170m C’

C

- 1.8 %

x

RECTIFICACIÓN DE LA COTA DEL EXTREMO C:x=170tg βx=170x(-0.018)x=-3.06m.

Cota rectificada de C=354.34-3.06=351.28



CALCULO DE COTAS DE LA RASANTE

5cm=100m

PENDIENTE

LONG. DEL TRAMO

COTA DE TERRENO

COTA DE RASANTE

ALTURA DE CORTE

ALTURA DE RELLENO

KILOMETRAJE

3 4 5 .

1 0

3 4 5 . 1

0

3 4 3 .

6 1

3 4 6 . 7

8

3 . 1

7

3 4 4 .

2 0

3 4 7 . 9

0

3 . 7

0

3 4 4 .

6 5

3 4 8 . 4

6

3 . 8

1

3 5 6 .

2 2

3 5 0 . 7

0

5

. 5 2

3 5 3 . 0

8

3 5 8 .

1 0

2 . 1

3

3 5 4 . 3

4

3 5 2 .

2 1

1

. 7 4

3 5 3 . 5

0

3 5 5 .

2 4

6

. 7 5

3 5 1 . 8

2

3 5 8 .

5 7

2 . 9

8

3 5 1 . 2

8

3 4 8 .

3 0

5

. 5 0

3 5 2 . 7

2

3 5 8 .

2 2

5

. 0 2

+2.8%

330m.

-1.8%

170m.


5cm=10m.

350

360

3 5 4 . 3 4

610

1220

24 30 33 40 4250KM1

α

β

340

346.80BM

B’

C’

C

BW’

W X

X’

Q’

Q R

U

U’A

TS

P

T’S’P’



R’



II) CALCULO DE COTAS DE LA RASANTE

a) CÁLCULOS DE LAS COTAS DEL TRAMO AB DE LA RASANTE

Cota de P = Cota de A + PP’; PP’ = 60 x 0.028 = 1.68

Cota de P = 345.10 +1.68 = 346.78 m.

Cota de Q = Cota de A + QQ’; QQ’ = AQ’tgα =100 x 0.028 = 2.8Cota de Q = 345.10 + 2.8 = 347.90m.

Cota de R = Cota de A + RR’; RR’ = AR’tgα =120 x 0.028 = 3.36Cota de R = 345.10 + 3.36 = 348.46Y así sucesivamente.



III) CALCULO DE ALTURAS DE CORTE O DE RELLENO

Para realizar este cálculo en cada estaca, se aplica la

siguiente relación:

Altura Corte o Relleno = Cota Terreno - Cota Rasante

•Si la diferencia resulta positiva se tendrá altura de corte.

•Si la diferencia resulta negativa se tendrá altura de relleno.



ALTURAS DE CORTE O DE RELLENO

PENDIENTE

LONG. DEL TRAMO

COTA DE TERRENO

COTA DE RASANTE

ALTURA DE CORTE

ALTURA DE RELLENO

KILOMETRAJE

3 4 5 .

1 0

3 4 5 .

1 0

3 4 3 .

6 1

3 4 6 .

7 8

3 .

1 7

3 4 4 .

2 0

3 4 7 .

9 0

3 .

7 0

3 4 4 .

6 5

3 4 8 .

4 6

3 .

8 1

3 5 6 .

2 2

3 5 0 .

7 0

5 .

5 2

3 5 3 .

0 8

3 5 8 .

1 0

2 .

1 3

3 5 4 .

3 4

3 5 2 .

2 1

1 .

7 4

3 5 3 .

5 0

3 5 5 .

2 4

6 .

7 5

3 5 1 .

8 2

3 5 8 .

5 7

2 .

9 8

3 5 1 .

2 8

3 4 8 .

3 0

5 .

5 0

3 5 2 .

7 2

3 5 8 .

2 2

5 .

0 2

+2.8%

330m.

-1.8%

170m.


350

360

3 5 4 . 3 4

610

1220

24 30 33 40 4250KM1

340

346.80BM

A





DIBUJO DEL PERFIL LONGITUDINAL A-BEn el perfil, la escala de distancias es igual a la escala delplano a curvas de nivel.

La escala de cotas es 5 ó 10 veces mayor que la escala dedistancias.

1

2

3

4

5 6

7

8 9

10 11

13

14

15

16 17

18

12

19

20

21

22

1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' 10' 11' 13' 14' 15' 16' 17' 18'12' 19' 20' 21' 22'

510

520

530

540

550

560

Cota(m)

Distancia(m)

Esc. H : 1/2000V : 1/200



Ea 0.02 K=±

0 12E EZ 130º 00 '

− =

perfiles longitudinales-topografia-ing civil

Documents